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基因的 PCR扩增(聚合酶链式反应)

2009-06-14 01:56:06      相关论文 相关书籍
Tags:基因 PCR扩增 制药学 基因的 PCR扩增(聚合酶链式反应)

    (三)PCR反应扩增不出DNA条带
在实验中偶而会出现这类情况,一般有以下几种原因:①引物的3'端与5'端书写错误,造成引物合成的错误。此时应重新合成引物;②引物溶液反复冻融或污染了DNA酶类,造成引物降解。换一份引物可解决该类间题;③模板DNA制备时模板己降解。这时应尽量找一些指示指标来检测模板质量;④Taq酶有失活或有杂酶污染。重新换一份酶;⑤缓冲液条件不当。各类PCR反应要求的条件并不完全一致,其中Mg2+离子的浓度对Taq的活性影响尤为明显,Mg2+浓度直接影响到DNA扩增的特异性和扩增DNA的产率,在反应体系中,由于DNA模板、引物、四种dNTP的磷酸基团,以及引物、模板原液中的EDTA等螯合剂都要结合Mg2+,因此合适的Mg2+浓度至关重要。一般的情况下,过量的Mg2+会导致酶催化非特异性产物的扩增,而Mg2+浓度过低,又会影响Taq酶的活性,使产物DNA量降低。为了选择到最佳的反应条件,在实验前,可设置在一定浓度的模板DNA、引物、dNTP和循环参数下,用不同浓度(如0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、……5.0mmol/L)Mg2+进行预实验。在确定大概浓度后,可在该浓度上以0.2mmol/L增减。10×缓冲液中用100mmol/L Tris-HCl是一种双极性离子缓冲液,以维持合适的pH的缓冲能力,10×缓冲液中的100mmol/L KCl是有利于引物的退火,但是过高的KCl将抑制酶的活性。缓冲液中的明胶、TritonX-l00是为了稳定酶不变性失活,有的反应中加入100g/ml的小牛血清白蛋白或0.05%Tween20,以及5 mmol/L DTT,都是酶的保护剂。50%甘油是为使酶保存于-20℃时,不因结冰而失活。这些酶的保护剂如果浓度过高,特别是质量欠佳时,往往都抑制酶在反应中的活性,在使用时应特别注意。在反应体系中如果加入10%的DMSO(二甲亚砜)可以减少二级结构的形成,增加反应的特异性,但它对酶的活性也有少许抑制作用。
    (四)反应体系加样顺序
反应体系一般为50~100微升体积,体系中加样顺序为dH2O补充体积,10×缓冲液(体积1/10),4种dNTP(各20~200mol/L),两条引物(各0.1~0.5mol/L),模板DNA要根据其分子量而定,一般在102~105拷贝数;Taq酶常要稀释为2.5单位/100l。为了防止高温反应时液体的挥发,常加入石蜡油封闭体系。
    (五)脱氧核苷三磷酸浓度
脱氧核苷三磷酸(dATP、dCTP、dGTP、dTTP)在反应中的浓度也非常重要,常用的浓度一般为20~200moI/L,而且四种dNTP的终浓度相等。高浓度会抑制Taq DNA聚合酶的活性,引起聚合酶催化错配,而且由于反应中dNTP结合Mg2+的量较大,所以四种dNTP的量相应为Mg2+的浓度提供参考。
    (六)温度和循环参数
    PCR扩增循环中的变性、退火、延伸的过程是反应体系在合适的条件下,通过不同的温度变化来实现的。在PCR中控制温度是关系到实验成败的重要环节。PCR的变性是实验进行的基础,如果加热的温度不能使靶基因模板和PCR产物的双链完全变性解离,则会造成PCR实验的失败。常用的变性温度是90℃~94℃,为了提高变性效果而又不影响酶的活性,可在加酶前于97℃变性5分钟左右,加酶后的循环变性中以93℃~94℃变性30秒;退火的温度依赖于引物的长度、浓度及碱基组成如CG的含量,一般为55℃ 30秒钟,引物的退火温度可根据Tm = 4(G+C)+2(A+T) 公式进行计算;PCR的延伸温度在70℃~75℃之间,常用72℃,延伸1分钟,延伸的时间要根据扩增DNA的长度而定;PCR循环的次数为20~35次,循环次数取决于模板DNA的浓度。循环的次数越多,反应非特异产物也越多,因此循环次数不宜过多。


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